内容正文:
2.3 二次函数与一元二次方程、不等式
问题探究
思考1:园艺师打算在绿地上用栅栏围一个矩形区域种植花卉.若栅栏的
长度是24m,围成的矩形区域的面积要大于20 m2,则这个矩形的边长为多少米?
解:设这个矩形的一条边长为x m,则另一条边长为(12-x)m.
由题意,得(12-x)x>20,其中x∈{x|0<x<12}.
整理得x2-12x+20<0,x∈{x|0<x<12}.
求得上面不等式的解集,就得到了问题的答案.
思考:你知道该解答中的不等式是哪类不等式吗?
一元二次不等式
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,
称为一元二次不等式.
1.“一元”指的是只有一个未知数,不代表只有一个字母,如等;
2.“二次”指的是未知数的最高次必须存在并且是2,并且最高次系数不为0.
它的一般形式是
, ,
其中a,b,c都是常数且a≠0.
思考2:从一次函数的角度看一元一次方程、一元一次不等式,
三者之间有什么联系?
y=x+1
-1
1
二次函数
一元二次方程
一元二次不等式
它们的联系又是怎样的呢?
函数图像与x轴相交
函数图像在x轴上方
函数图像在x轴下方
方程x+1=0的解为x=-1;
不等式x+1>0的解为x>-1;
不等式x+1<0的解为x<-1;
思考3:画出二次函数y=x2-12x+20的图像,观察并思考以下问题:
当x取哪些值时,都有①y=0;②y>0;③y<0?
当x=2或x=10时,y=0;
函数图像与x轴相交
当x<2或x>10时,y>0;
函数图像在x轴上方
当2<x<10时,y<0;
函数图像在x轴下方
函数图象与x轴交点的横坐标正好是对应方程的根.
零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做函数y=ax2+bx+c的零点.
y=x2-12x+20
注意:零点不是点,是与x轴交点的横坐标,是数值.
例如:二次函数y=x2-12x+20
的两个零点为x1=2,x2=10.
新课讲授
Δ>0 Δ=0 Δ<0
y=ax2+bx+c
(a>0)的图象
ax2+bx+c=0
(a>0)的根
ax2+bx+c>0
(a>0)的解集
ax2+bx+c<0
(a>0)的解集
有两个不等实根x1,x2(x1<x2)
有两个相等实根
x1=x2=-
没有实数根
{x|x<x1,或x>x2}
{x|x≠- }
R
{x|x1<x<x2}
∅
∅
x1
x2
x
y
O
x
y
O
x1=x2
y
x
O
三个“二次”的关系
二次函数y=ax2+bx+c
设y=0
一元二次方程ax2+bx+c=0
设y≠0
一元二次不等式
ax2+bx+c<0(或>0)
二次函数y=ax2+bx+c的零点
1、形式上
2、数值上
一元二次不等式ax2+bx+c>0(或<0)解集的端点
一元二次方程ax2+bx+c=0的根
二次函数与一元二次方程、不等式的关系:
解:方程x2-2x-3=0的两根是x1=-1,x2=3.
函数y=x2-2x-3的图象(开口向上)
与x轴有两个交点(-1,0)和(3,0),如图所示.
观察图象可得不等式的解集为
{x|x<-1或x>3}.
例题讲解
例1.解不等式:x2-2x-3>0.
例2.解不等式:
解:方程=0的两根是x1=-3,x2=1.
函数y=的图象与x轴有两个交点(-3,0)和(1,0),
如图所示.
观察图象可得不等式的解集为
{x|}.
方法一
解对应方程
画函数图像
看图给解集
例2.解不等式:
解:方法二
可得不等式的解集为
{x|}.
开口向上时:大于取两边,小于取中间
方程=0的两根是x1=-3,x2=1.
-3
x
1
y
①化正:化为ax2+bx+c>0(a>0)
③求根:求方程ax2+bx+c=0的根
④画图:画函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
因式分解or求根公式
大于取两边,小于取中间
②判别:判别式△确定有无实数根
⑤写解:由图象写出不等式的解集
解一元二次不等式步骤
例3.解下列不等式:
(1)x2-5x+6>0 (2)9x2-6x+1>0
(3)-x2+2x-3>0 (4)-x(x+7)>6.
例4. 求[x-(a-1)][x-(a+3)]>0(a∈R)的解集.
探究 若将例4中的不等式改成[x+(a-1)][x-(a+3)]>0(a∈R), 该如何求解呢?
(1)当1-a>a+3,即a<-1时,不等式的解集为{x|x>1-a或x<a+3}.
(2)当1-a=a+3,即a=-1时,不等式的解集为{x|x≠2}.
(3)当1-a<a+3,即a>-1时,不等式的解集为{x|x>a+3或x<1-a}.
例5 解关于x的不等式x2-ax-2a2<0.
解:原不等式转化为(x-2a)(x+a)<0,对应方程的根为x1=2a,x2=-a.
①当a>0时,x1>x2,不等式的解集为{x|-a<x<2a};
②当a=0时,原不等式化为x2<0,无实根;
③当a<0时,x1<x2,不等式的解集为{x|2a<x<-a}.
综上所述,当a>0时,原不等式的解集为{x|-a<x<2a};当a=0时,原不等式的解集为∅;当a<0时,原不等式的解集为{x|2a<x<-a}.
思考>0与(x-3)(x+2)>0同解吗?≥0与(x-3)(x+2)≥0同解吗?
问题探究
例7 解下列不等式:
(1)<0 (2)≥0 (3)>1 (4)>1
课堂小结
①化正:化为ax2+bx+c>0(a>0)
③求根:求方程ax2+bx+c=0的根
④画图:画函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象
因式分解or求根公式
大于取两边,小于取中间
②判别:判别式△确定有无实数根
⑤写解:由图象写出不等式的解集
解一元二次不等式步骤
例6 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0.
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